普通高等教育“十三五”规划教材：Java程序设计教程

Java 语言是 TIOBE 编程语言排行榜长期排名位的编程语言，是目前流行的语言之一，它在网络程序设计和应用领域已经取得了巨大的成功，同时也被广泛应用在电子商务、手机和嵌入式芯片领域。由于 Java 语言的开发性和跨平台分布式特性，使全球数以万计的 Java 开发公司可以得到相互兼容的产品。

Java 继承了 C 语言面向对象技术的核心， 同时封装了 C 语言中容易引起错误的指针、以接口取代多重继承等特性，降低了程序员出错的风险，增加了垃圾回收器功能，用于回收不再被引用的对象所占据的内存空间，使得程序员不用再为内存管理而担忧。它通过将源代码编译成二进制字节码（bytecode），然后依赖各种不同平台上的虚拟机来解释执行字节码，从而实现了“一次编译、到处执行”的跨平台特性。所以尽管它在桌面应用程序的开发方面略显不尽如人意，但是在网络应用和移动嵌入应用方面，Java 平台可驾驭从智能卡、小型消费类器件到大型数据中心的种种应用。Java 是一个纯粹的面向对象的程序设计语言，良好地支持了面向对象的设计思想，可以培养学生快速、透彻地理解什么叫面向对象。因此，使用 Java 作为基础教学语言的方式也得到越来越多的重视。

本书作为“十三五”高等学院规划建设教材，不仅可以作为高等院校、各类职业技术院校和各种 Java 技术培训班的教材，也适合没有任何编程经验的初学者使用。

关于本书的说明目前市面上有很多 Java 教材，我们也选用了部分教材内容作为参考，但发现部分内容过于理论化、不够吸引人，案例与案例之间比较松散，联系不紧密。编者从事了多年的 Java 程序教学，积累了一定的教学经验，觉得有必要写一本从易到难、循序渐进，既符合认知规律，又有方法论的教材。

本书是以项目为驱动的，即将一个项目分解成三四个任务，每个任务对应一个小节，每一节是以任务描述的形式引入问题的，围绕解决任务描述中引入的问题而展开的。要解决问题，首先要具备一定的理论知识，这就是【知识】部分，知识本着够用就好的原则，精益求精，避免长篇大论。如有些相关的补充知识，在“知识链接”中阐述。介绍完要用到的相关知识点后，给出解决任务的【解题思路】，解题思路按照解决问题的步骤 1、2、3 点有条理地叙述。有了解题的思路后就可以编写程序代码，【任务透析】就是源程序代码了。接着，还有【课堂提问】和【现场演练】，采用这样层层紧扣的环节来完成每一个任务（节）的学习。同时，每个项目后面还配有【思考与练习】和【上机实训】并配有答案。上机实训中对实训目的、实训内容都有明确的要求，以加强同学们对知识点的掌握和强化编程能力。当几个任务学习完后，项目所要求掌握的知识点都掌握了，也就能完成一个综合性较强的小项目。本书采用以项目为驱动、问题分解的思想，以到达简化复杂问题的目的，让初学者更易学习和掌握，相关联的几个任务完成后堆积成一个小项目，这种系统化的学习效果是比较理想的。同时，对案例的选取，我们尽可能选择一些比较有趣的案例，以提高同学们的学习兴趣。

本书共有十五个项目，其中，项目一主要介绍 Java 开发平台的搭建；项目二、三是 Java 语言基础，主要介绍 Java 基本语法、程序等基本结构以及数组和方法；项目四、五、六主要介绍面向对象三大特征——继承、多态、封装以及抽象类与接口的应用；项目七到项目十一是 Java 高级应用部分，主要有异常、Java I/O、图形用户界面编程、多线程和网络编程；项目十二、十三是类集与数据库编程，使用 JDBC 实现超市进销存管理；项目十四、十五是介绍 API 帮助文档的使用和 MyEclipse 调试技巧。大多数教材并没有介绍 API 文档的使用和调试技巧，而事实上，掌握 API 帮助文档的使用和调试技巧对同学们的编程能力的提高是非常有帮助的，同时也能提高他们的自学能力和自我解决问题的能力。所谓“授之以鱼不如授之以渔”，在信息科技发展如此迅速的今天，软件的更新换代是非常快的，学习方法和自学能力尤为重要。本书的重点是面向对象开发技术。软件开发企业对开发人员的基础技术素养除了有良好的面向对象的程序设计思想，同时，还要养成规范的代码编写习惯、对工具的

熟练掌握程序、细心、严谨、团队合作精神等。

本书由何受倩、曾昊任主编，陈方昕、陆晓东、邹月任副主编。项目一、五、十、十一、十四由何受倩编写；项目二由黄静编写，项目三由邹月编写；项目四由陈晓东、韩娜、王丽艳编写；项目六、八、九由陈方昕编写；项目七、十三由曾昊编写；项目十二由严梅编写；项目十五由符志强、陈晓东和广州为学教育科技有限公司的黄勇工程师编写。本书的统稿定稿工作由钱英军、何受倩、谷灵康完成。

致谢

在本书顺利出版之际，感谢我教过的所有学生，教他们学习 Java 的经历对于本书内容的选择和组织都有很多的帮助，感谢广东科贸职业学院信息工程系的孙继红、刘艳艳、张雷、王磊、曾海峰老师提出的建议和协助。另外还要感谢广州光大教育软件有限公司的谭福民 Java 工程师，对本书的撰写提了许多宝贵的意见，本书还参考了许多作者的书籍和资料，在此一并表示深深的感谢。

意见反馈

尽管我们花了很大努力，但很难避免教材会有一些错漏，欢迎各界专家和读者朋友来信给予宝贵意见，我们将不胜感激。您在阅读本书过程中，如发现任何问题或有不认同之处欢迎给我们发邮件，谢谢！联系邮箱：Lfbird 2000@126.com

编 者

2016 年 5 月

项目一 Java 概述及开发环境搭建 ................................................................................. 1

任务一 认识 Java ................................................................................................ 1

任务二 Java 开发环境搭建 ................................................................................. 4

任务三 编写并运行个 Java 程序 ................................................................. 7

任务四 Java 与其他语言的比较 ....................................................................... 13

上机实训（一） .................................................................................................. 14

项目二 Java 语言编程基础........................................................................................... 15

任务一 数据类型与常量、变量........................................................................ 15

任务二 运算符、表达式与语句........................................................................ 23

任务三 程序控制结构 ...................................................................................... 31

上机实训（二） .................................................................................................. 50

项目三 数组与方法 ..................................................................................................... 52

任务一 数组的定义及使用 ............................................................................... 52

任务二 方法的定义及使用 ............................................................................... 63

任务三 数组的引用传递 ................................................................................... 70

上机实训（三） .................................................................................................. 75

项目四 Teacher 类与对象的使用 .................................................................................. 77

任务一 Teacher 类的创建 ................................................................................. 77

任务二 调用构造方法创建 Teacher 类对象 ...................................................... 80

任务三 使用 setter 和 getter 方法访问被封装属性 ........................................... 85

上机实训（四） .................................................................................................. 92

项目五 类的继承与多态 .............................................................................................. 94

任务一 类的继承 .............................................................................................. 94

任务二 进一步学习继承 ................................................................................. 101

任务三 类 的 多 态 ...................................................................................... 104

任务四 进一步学习多态 ................................................................................. 107

上机实训（五） ................................................................................................ 114Java 程序设计教程

2

项目六 抽象类、接口和包......................................................................................... 116

任务一 抽象类和抽象方法 ............................................................................. 116

任务二 接口与接口的实现 ............................................................................. 120

任务三 包与访问权限 .................................................................................... 124

上机实训（六） ................................................................................................ 130

项目七 异常捕获 ....................................................................................................... 131

任务一 除法计算工具——异常捕获及处理 ................................................... 132

任务二 进制转换工具——异常抛出 .............................................................. 136

任务三 进制转换工具——声明异常 .............................................................. 139

任务四 圆的计算工具——自定义异常 .......................................................... 141

上机实训（七） ................................................................................................ 144

项目八 Java 中 I/O 的应用 ......................................................................................... 145

任务一 标准输入/输出 ................................................................................... 145

任务二 File 类 ................................................................................................ 148

任务三 I/O 流的分类 ...................................................................................... 151

任务四 常用 I/O 流的应用.............................................................................. 153

上机实训（八） ................................................................................................ 158

项目九 图形用户界面编程......................................................................................... 159

任务一 框架的设计 ........................................................................................ 159

任务二 按钮和文本区的设计布局 .................................................................. 163

任务三 事件响应及界面程序设计 .................................................................. 166

上机实训(九) .................................................................................................... 173

项目十 多线程 ........................................................................................................... 175

任务一 用 Thread 类实现多线程 .................................................................... 175

任务二 用 Runnable 接口实现多线程 ............................................................. 178

任务三 线程的同步与死锁 ............................................................................. 181

上机实训（十） ................................................................................................ 187

项目十一 Java 网络编程 ............................................................................................ 188

任务一 网络编程概述 .................................................................................... 188

任务二 TCP 网络编程 .................................................................................... 190

任务三 UDP 网络编程 .................................................................................... 195目 录

3

任务四 多线程与网络编程的综合应用 .......................................................... 200

上机实训(十一) ................................................................................................. 207

项目十二 用 Java 集合来实现学生信息的管理 .......................................................... 209

任务一 集合类的选择 .................................................................................... 209

任务二 采用 List 派生集合管理有序数据 ...................................................... 211

任务三 采用 Set 派生集合管理无序数据........................................................ 216

任务四 采用 Map 派生集合管理映射关系的数据........................................... 220

上机实训（十二） ............................................................................................ 226

项目十三 使用 JDBC 实现超市进销存管理 ................................................................ 228

任务一 JDBC 编程环境的搭建 .......................................